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Zellatlas zeigt neuen Zelltyp

Landkarte der Leber offenbart Unbekanntes

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Referenzdaten für Leberkrebs-Patienten

Der Zellatlas und die Methode der Einzelzellsequenzierung bergen dementsprechend eine großes Potential für die Krebstherapie. Bisherige Analysemethoden von krankem Gewebe, etwa Tumorgewebe, lieferten stets nur einen Durchschnittswert der Konzentration aktiver Gene für die gesamte Gewebeprobe und somit auch nur einen durchschnittlichen Überblick über das molekulare Profil eines Tumors.

„Der Beitrag seltener Zelltypen oder gar einzelner Zellen geht dabei im ermittelten Durchschnittswert bisheriger Analysemethoden unter, obwohl vielleicht genau diese wenigen Zellen entscheidend dafür sind, ob ein Gewebe gesund ist oder zu einem Krebsgeschwür entartet,” erläutert Dominic Grün.

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Die Einzelzellsequenzierung hingegen erfasst die molekulare Signatur jeder gesunden oder auch kranken Zelle in der zu untersuchenden Probe. Durch den Vergleich mit Referenzdaten gesunden Gewebes können gezielt die krankmachenden molekularen Eigenschaften von Tumorzellen identifiziert werden, um zukünftig verbesserte Behandlungsmöglichkeiten zu entwickeln.

Dass der nun veröffentlichte Zellatlas der menschlichen Leber ein wichtige Referenzdatenbank bei der Erforschung von Leberkrebs darstellen wird, haben die Freiburger und Straßburger Forscher bereits demonstrieren können. Sie verglichen die Daten des gesunden Gewebes aus dem Zellatlas mit Zellen aus hepatozellulären Karzinomen, der häufigsten Form von primärem Leberkrebs. Der Vergleich ermöglicht Rückschlüsse auf neue Tumormarker und gestörte Genaktivitätsmuster verschiedener Zelltypen innerhalb des Tumors.

Diagnose und Therapie von Tumoren weiter verbessern

„Ich denke, dass die Erforschung von Krebs mithilfe der Einzelzellsequenzierung uns dabei helfen wird, Diagnose und Therapie von Tumoren weiter zu verbessern. Zukünftig werden wir nicht nur mögliche Wechselwirkungen zwischen den verschiedenen Zelltypen in Tumoren offenlegen können, sondern es wird auch möglich sein, diese Wechselwirkung im Verlauf der Krankheit zu beobachten und zu erkennen wie PatientInnen ganz konkret auf Behandlungen auf zellularer und molekularer Ebene ansprechen,” erläutert Dominic Grün.

Die Forscher sind überzeugt, dass mit Ihrem Zellatlas der menschlichen Leber sowie ihren Methoden eine wichtige Grundlage innerhalb der Biomedizin gelegt wird, die die Erforschung und das Verständnis von Lebererkrankungen auf molekularer Ebene voranbringt, um in Zukunft möglicherweise neue therapeutische Strategien gegen Lebererkrankungen zu entwickeln.

Human Cell Atlas

Das Projekt von Dominic Grün und seinem Labor aus Freiburg ist Teil des „Human Cell Atlas“ (Menschlicher Zellatlas). Dieses wissenschaftliche Großvorhaben haben im Oktober 2016 international führende Forscher und Forscherinnen ins Leben gerufen mit dem Ziel, die Gesamtheit aller menschlichen Zelltypen zu entziffern. Der Atlas soll eine genaue Übersicht darüber liefern, welche Gene, Proteine und sonstige Moleküle in welchem Zelltyp aktiv sind, wo genau die Zellen lokalisiert sind, wie die Zellen im gesunden Körper miteinander interagieren und welche Veränderungen in Zellen auftreten, wenn der Organismus erkrankt.

Das Human Cell Atlas-Projekt wird zum Teil von der Initiative des Facebook-Gründers Mark Zuckerberg und seiner Frau Priscilla Chan finanziert und beinhaltet nicht nur die bloße Kartierung menschlicher Zellen, sondern hat darüber hinaus auch den Anspruch, experimentelle Technologien und computergestützte Analysemethoden weiterzuentwickeln, um ein vertieften Verständnis der menschlichen Biologie zu erarbeiten.

Originalpublikation: Aizarani N, Saviano A, Sagar, Mailly L, Durand S, Herman JS, Pessaux P, Baumert TF*, Grün D*: A Human Liver Cell Atlas reveals Heterogeneity and Epithelial Progenitors. Nature, July 10th, 2019 * corresponding authors

* M. Rockoff: Max-Planck-Institut für Immunbiologie und Epigenetik, 79108 Freiburg

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